KR101025190B1

KR101025190B1 - 진공 증착 장치

Info

Publication number: KR101025190B1
Application number: KR1020030072949A
Authority: KR
Inventors: 사와다야스히코; 유키도시나오; 무라야마류지; 오고시구니조; 이시이가즈오
Original assignee: 신닛테츠가가쿠 가부시키가이샤; 도호꾸 파이오니어 가부시끼가이샤
Priority date: 2002-10-21
Filing date: 2003-10-20
Publication date: 2011-03-31
Also published as: KR20040034537A; TWI298000B; EP1418250A2; DE60318170D1; CN1500904A; EP1418250A3; CN100535175C; JP4139186B2; JP2004137583A; DE60318170T2; EP1418250B1; TW200407053A

Abstract

본 발명은 증착 재료의 이용 효율을 향상시키고, 형성되는 박막의 품질을 향상시켜, 큰 면적의 기판에 대하여 균일한 증착을 행하는 것을 목적으로 한다.

적층된 프레임(10A, 10B)으로 이루어지는 증착원(10)을 채용하여, 최저층의 프레임(10A)에 의해서 가열부(11)를 형성하고, 다른 층의 프레임(10B)에 의해서 증발류 제어부(12)를 형성한다.

Description

진공 증착 장치{VACUUM EVAPORATOR}

도 1은 진공 증착 장치의 종래예를 도시하는 설명도이다.

도 2는 본 발명에 있어서의 제1 실시예에 따른 진공 증착 장치를 도시하는 설명도이다.

도 3은 본 발명에 있어서의 제2 실시예에 따른 진공 증착 장치를 도시하는 설명도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 진공 증착 장치를 설명하는 설명도(부분 단면도)이다.

도 5는 실시예의 진공 증착 장치에 있어서의 증착류 규제층의 예를 도시하는 설명도이다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예를 도시하는 설명도이다.

도 7은 균일화층의 더욱 구체적인 실시예를 도시하는 설명도이다.

도 8은 실시예에 있어서의 분배판의 단면도이다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예를 설명하는 설명도이다.

도 10은 실시예에 따른 증착원을 이용하여 큰 면적의 기판에 대한 증착을 행하는 진공 증착 장치의 일례를 도시하는 설명도이다.

도 11은 실시예에 따른 증착원을 이용하여 큰 면적의 기판에 대한 증착을 행 하는 진공 증착 장치의 다른 예를 도시하는 설명도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 진공조

2, 10: 증착원

3: 기판

4: 기판 홀더

5: 밸브

6: 진공 펌프

7: 증착 재료

8: 용기

10A∼10C: 프레임

11: 가열부

12: 증착류 제어부

12A: 균일화층

12p, 12q, 12r: 분배판

12s1, 12s2, 12s3: 개구

12t: 안내 돌기

20: 가열용 코일

21: 충전재

22: 자성체 프로브

25: 규제판

25A: 유통 구획

30: 입자 포획체

40, 60: 증착원 집합체

50: 섀도우 마스크

A: 증착류

B: 증착 재료

본 발명은 진공 증착 장치에 관한 것이다.

기판상에 박막 형성을 행하는 기술의 하나로서, 진공 증착법이 알려져 있다. 이 진공 증착법은 진공조 내에서 증착원에 대면시켜 기판을 배치하고, 증착원을 가열함으로써 발생한 증착류를 기판 표면에 조사시켜, 기판상에 증착 재료의 박막을 형성하는 것이다. 이 진공 증착을 행하기 위한 진공 증착 장치는 진공조, 증착원, 가열·증발 수단, 기판 홀더를 기본 구성으로서 구비하고 있다. 가열·증발 수단으로서는 전자 유도에 의해 발열하는 재료를 증착원의 용기에 이용하여, 이 용기를 유도 가열하는 유도 가열 수단, 비교적 전기 저항이 높은 금속 재료를 증착원의 용기에 이용하여, 이 용기에 전류를 흘려, 그 발열에 의해서 증착 재료를 증발시키는 저항 가열 수단, 증착원의 증착 재료에 직접 전자빔이나 레이저빔을 조사하여, 그 에너지로 증착 재료를 증발시키는 전자빔·레이저빔 증발 수단 등이 채용되고 있다.

도 1은 하기의 특허 문헌 1에 표시되는 진공 증착 장치의 종래예를 도시하는 설명도이다. 이 진공 증착 장치는 진공조(1) 내의 바닥부에 증착원(2)이 배치되고, 진공조(1)의 천장부에는 증착 대상의 기판(3)이 기판 홀더(4)에 의해서 고정되어 있다. 진공조(1)의 내부는 밸브(5)에 의해서 접속된 진공 펌프(6)에 의해 진공 상태가 된다. 또한, 증착원(2)은 증착 재료(7)를 수용하는 용기(8)와 이 용기를 가열하기 위한 전술한 바와 같은 가열·증발 수단에 의해서 구성되어 있다.

그리고, 이 종래예에서는 증착원(2)과 기판(3)과의 사이에 콜리메이터(9)가 배치되어 있다. 이 콜리메이터(9)는 증착류를 기판을 향하여 거의 직진하는 것만을 통과시키거나, 증착류의 확대를 억제하기 위한 지그이며, 증착원(2)과 기판 홀더(3)의 중심을 연결하는 직선과 평행하게 형성되어 관통 구멍(9A)을 구비하는 것이다.

<특허 문헌 1>

특허 공개 평11-100663호 공보

이러한 종래의 진공 증착 장치에 의하면, 콜리메이터(9)를 증착류 사이에 개재시킴으로써 증착류의 방향을 규제하는 것이 가능하게 되어, 기판에 대하여 수직으로 증착류를 조사(照射)시킬 수 있는 이점이 있다.

그러나, 관통 구멍(9A)을 통과하지 않고 콜리메이터(9)에 진로가 막힌 증착 류는 진공조(1)의 저면측에 되돌아가, 이 저면상에 퇴적되게 된다. 따라서, 기판(3)상에 박막을 형성하는 재료는 증착원에서 증발된 재료의 극히 일부가 되고, 대부분은 진공조(1) 중에 방출될 뿐으로 이용되지 않는 채로 폐기되게 된다. 이것에 의하면, 증착 재료를 유효하게 이용할 수 없을뿐만 아니라, 동일 진공층 내에서 다른 재료의 증착을 하는 경우에는 진공층 내에 잔류하는 재료가 다른 재료에 의한 박막 형성시에 불순물이 되어 혼입하여, 성형 박막의 품질을 저하시켜 버리는 문제가 있다.

이러한 문제는 진공 증착 장치를 이용하는 박막 형성 중에서도, 특히, 비싼 유기 재료를 이용하여 기판상의 발광색 영역마다 다른 다층의 유기층을 형성하는 유기 EL 표시 패널의 제조에 있어서 현재화하고 있다.

또한, 종래예의 진공 증착 장치에 의하면, 증착원(2)으로부터 주변으로 넓어지는 증착류일수록 콜리메이터(9)에 의해서 진행이 저해되게 되기 때문에, 큰 면적의 기판의 전면에 박막을 형성하고자 하는 경우에는, 중심 부분에 비교하여 주변 부분에서 막 두께가 얇아져, 균일한 증착을 할 수 없다고 하는 문제도 있다.

본 발명은 이러한 문제에 대처하는 것을 과제의 일례로 하는 것이다. 즉, 증착 재료의 이용 효율을 향상시키는 것, 형성되는 박막의 품질을 향상시키는 것, 큰 면적의 기판에 대하여 균일한 증착을 할 수 있는 것 등이 본 발명의 목적이다.

이러한 목적을 달성하기 위해서 본 발명에 의한 진공 증착 장치는, 이하의 각 독립 청구항에 따른 구성을 적어도 구비하는 것이다.

삭제

또 한편으로는, 진공 증착 장치에 있어서, 적층된 프레임으로 이루어지는 증착원을 구비하고, 이 프레임의 최저층은 유기 재료를 수용하여 이 유기 재료를 가열 증발시키는 가열부를 형성하고, 상기 프레임의 다른 층은 상기 가열부로부터 증착 대상을 향하는 증착류의 방향을 제어하는 증착류 제어부를 형성하고, 상기 증착류 제어부는 최상류 위치에 상기 증착류의 균일화를 도모하는 균일화층을 구비하며, 상기 균일화층은 상기 증착류의 방향을 전환하는 복수의 안내 돌기와 이들 안내 돌기 사이에 형성된 개구를 갖는 분배판을 구비하는 것을 특징으로 한다.

삭제

또 한편으로는, 한 쌍의 전극 사이에 유기층을 형성한 유기 EL 표시 패널의 제조 방법에 있어서, 상기 한 쌍의 전극의 한쪽을 기판 표면에 형성하고, 이 기판 표면에 형성된 전극상에 상기 유기층을 형성하는 데 있어, 적층된 프레임으로 이루어지는 증착원을 구비하고, 이 프레임의 최저층은 상기 유기층을 형성하는 유기 재료를 수용하여 이 유기 재료를 가열 증발시키는 가열부를 형성하고, 상기 프레임의 다른 층은 상기 가열부로부터 증착 대상을 향하는 증착류의 방향을 제어하는 증착류 제어부를 형성하고, 상기 증착류 제어부는 최상류 위치에 상기 증착류의 균일화를 도모하는 균일화층을 구비하는 진공 증착 장치를 이용하고, 상기 균일화층은 상기 증착류의 방향을 전환하는 복수의 안내 돌기와 이들 안내 돌기 사이에 형성된 개구를 갖는 분배판을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 설명한다. 도 2 및 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 진공 증착 장치를 설명하는 설명도이다. 이들 도면에 있어서는 도시 생략한 진공조 내에 증착 대상이 되는 기판(3)과 증착원(10)을 배치한 상태를 도시하고 있다.

제1 실시예로서는 도 2에 도시한 바와 같이, 적층된 프레임(10A, 10B)으로 이루어지는 증착원(10)을 구비하고, 최저층의 프레임(10A)은 유기 재료를 수용하여 이 유기 재료를 가열 증발시키는 가열부(11)를 형성하고, 상기 다른 층의 프레임(10B)은 상기 가열부(11)로부터 증착 대상[기판(3)]을 향하는 증착류의 방향을 제어하는 증착류 제어부(12)를 형성하는 것을 특징으로 한다.

이러한 실시예에 의하면, 가열부(11)에서 증발한 유기 재료의 증착류는 증착류 제어부(12)에서 방향의 제어가 이루어져, 그곳을 통과한 증착류(A)만이 증착 대상인 기판(3)을 향하게 된다. 여기서, 증착류 제어부(12)를 통과하지 않은 유기 재료는 적층된 프레임(10A, 10B) 내에서 나가는 일이 없기 때문에, 전부 최저층의 프레임(10A) 내에 회수되게 되어, 증착원의 유기 재료를 유효하게 이용할 수 있다. 또한, 프레임을 더욱 복수개 중첩하는 것에 의해 증착원의 출사구를 기판에 가까이 할 수 있어, 이 출사구로부터 방사한 증착류를 유효하게 기판에 조사시킬 수 있다.

제2 실시예로서는 도 3에 도시한 바와 같이, 적층된 프레임(10A∼10C)으로 이루어지는 증착원(10)을 구비하고, 최저층의 프레임(10A)은 유기 재료를 수용하여 이 유기 재료를 가열 증발시키는 가열부(11)를 형성하고, 다른 층의 프레임(10B, 10C)는 가열부(11)로부터 증착 대상[기판(3)]을 향하는 증착류의 방향을 제어하는 증착류 제어부(12)를 형성하고, 증착류 제어부(12)는 최상류 위치에 증착류의 균일화를 도모하는 균일화층(12A)을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이러한 실시예에 의하면, 전술한 실시예의 특징과 아울러 균일화층(12A)을 설치함으로써 가열부(11)로부터 출사하는 영역의 전역에 걸쳐 균일한 증착류 밀도를 얻을 수 있어, 큰 면적의 기판에 대향하도록 증착원(10)에 넓은 출사 면적을 갖게 할 때에도 중심부에서 주변에 걸쳐 균일한 증착막을 형성하는 것이 가능하게 된다.

제3 실시예로서는, 상기 균일화층(12A)은 증착류의 방향을 전환하는 복수의 안내 돌기와 이 안내 돌기 사이에 형성된 개구를 갖는 분배판을 구비하는 것을 특징으로 한다. 이것에 의하면, 전술한 특징과 더불어, 균일화층(12A)을 향한 증착류가 안내 돌기의 경사면에서 방향을 바꿔 개구로부터 출사하게 되어, 복수의 안내 돌기의 존재에 의해서 중심으로부터 주변에 이를 때까지 증착류의 밀도를 균일화할 수 있다.

제4 실시예로서는, 상기 균일화층(12A)은 분배판이 다단으로 배치되어 있는 동시에, 하류측으로 넓어진 원추 형상의 프레임으로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이것에 의하면, 전술한 특징과 더불어, 전술한 작용을 하는 분배판을 다단으로 배치함으로써 더욱 양호한 균일화를 달성할 수 있고, 또한, 큰 면적의 기판을 증착하기 위해서 증착류의 출사 영역을 확대할 때에도 가열부(11)의 개구를 작게 하여, 거기에서 하류측으로 넓어진 원추 형상의 프레임에서 출사 개구를 확대시킬 수 있다.

제5 실시예로서는, 상기 균일화층(12A)은 가열 수단에 의해서 가열되는 부재로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이것에 의하면, 전술한 특징과 더불어, 균일화층(12A)을 가열함으로써 균일화층(12A)에 부착되어 회수되지 않은 증착 재료를 없애, 유기 재료의 가열부로의 회수율을 향상시킬 수 있다.

제6 실시예로서는, 상기 증착류 제어부(12)는 규제판에 의해서 구획된 복수의 유통 구획을 갖는 증착류 규제층을 구비하는 것을 특징으로 한다. 이것에 의하면, 전술한 특징과 더불어, 복수의 유통 구획에 있어서의 규제판 측면에 따른 방향으로 증착류의 방향을 규제할 수 있어, 증착류를 증착 대상의 기판에 대하여 일정한 방향에서 조사시킬 수 있다. 상기 복수의 유통 구획은 스트라이프형, 격자형, 원통형, 콘형, 벌집형 구조 등의 형상으로 할 수 있다.

제7 실시예로서는, 상기 증착류 제어부는 상기 규제판의 적어도 일부가 가열 수단에 의해서 가열되는 재료로 형성되고, 이 규제판을 가열하는 가열 수단을 갖는 것을 특징으로 한다. 이것에 의하면, 전술한 특징과 더불어, 규제판을 가열함으로써 규제판에 부착되어 회수되지 않은 증착 재료를 없애, 유기 재료의 가열부로의 회수율을 향상시킬 수 있다.

제8 실시예로서는, 상기 가열부는 상기 유기 재료와 함께 적어도 일부가 전자 유도에 의해 발열하는 재료로 형성된 충전재가 수용되고, 이 충전재를 전자 유도 가열에 의해 가열하는 가열 수단을 갖는 것을 특징으로 한다. 이것에 의하면, 전술한 특징과 더불어, 가열되는 충전재가 가열부 내에 분산되어 수용됨으로써 가열부 내에서의 유기 재료의 가열을 균일하게 행할 수 있게 되어, 가열부로부터 출사하는 증착류의 분포를 균일화할 수 있다.

제9 실시예로서는, 상기 가열부와 상기 증착류 제어부의 층간 또는 상기 증착류 제어부에서의 층간에 가열 가능한 메쉬형의 입자 포획체를 설치한 것을 특징으로 한다. 이것에 의하면, 전술한 특징과 더불어, 가열부의 가열 수단으로 가열된 메쉬형의 입자 포획체에 의해서 불순물을 포획할 수 있기 때문에, 품질이 높은 유기 재료의 박막을 기판상에 형성할 수 있다.

제10 실시예로서는, 상기 증착원이 면 형태로 복수개 배치되어 있는 것을 특징으로 한다. 이것에 의하면, 전술한 특징과 더불어, 더욱 큰 면적의 기판에 대하여 일공정으로 균일한 박막을 형성할 수 있기 때문에, 증착 시간의 단축화를 도모할 수 있다.

제11 실시예로서는, 상기 증착원이 선 형태로 복수개 병렬 배치되고, 이 증착원 또는 증착 대상 기판 중 어느 하나를 병렬 방향에 대하여 수직 방향으로 이동시키는 이동 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다. 이것에 의하면, 전술한 특징과 더불어, 이동 수단에 의한 일행정의 이동에 의해서 더욱 큰 면적의 기판에 대하여 균일한 박막을 형성할 수 있기 때문에, 증착 시간의 단축화를 도모할 수 있다.

제12 실시예로서는, 전술한 특징을 갖는 진공 증착 장치를 이용하여 제조된 유기 EL 표시 패널을 특징으로 하는 것이다. 이것에 의하면, 이러한 진공 증착 장치에 의해서, 비싼 유기 재료를 이용하여 기판상의 각 발광색 영역마다 다른 다층의 유기층을 형성하는 유기 EL 표시 패널을 제조함으로써 원재료의 유효한 이용이 가능하게 되어 제조 비용을 저감시킬 수 있고, 또한, 균일하며 또한 고품질의 박막을 형성함으로써 발광 얼룩이나 표시 장치의 수명 저하를 억제할 수 있다. 그리고, 큰 면적 기판에 대하여 양질의 발광 기능을 갖는 유기 EL 표시 패널을 제공할 수 있다.

제13 실시예로서는, 한 쌍의 전극 사이에 유기층을 형성한 유기 EL 표시 패널의 제조 방법에 있어서, 상기 한 쌍의 전극의 한쪽을 기판 표면에 형성하고, 이 기판 표면에 형성된 전극상에 상기 유기층을 형성하는 데 있어, 제1 특징을 갖는 진공 증착 장치를 이용하는 것을 특징으로 한다.

이것에 의하면, 가열부(11)에서 증발한 유기 재료의 증착류는 증착류 제어부(12)에서 방향의 제어가 이루어져, 그곳을 통과한 증착류(A)만이 증착 대상인 기판(3)을 향하게 되고, 증착류 제어부(12)를 통과하지 않은 유기 재료는 적층된 프레임(10A, 10B) 내에서 나가는 일이 없기 때문에 전부 최저층의 프레임(10A) 내에 회수되게 된다. 이것에 의해서, 유기 EL 표시 패널에 있어서의 유기층을 형성하는 유기 재료를 유효하게 이용할 수 있다. 또한, 프레임을 더욱 복수개 중첩하는 것에 의해 증착원의 출사구를 기판에 가까이 할 수 있어, 이 출사구에서 방사 한 증착류를 유효하게 기판에 조사시킬 수 있다. 따라서, 유기 EL 표시 패널의 제조를 효율화할 수 있다.

제14 실시예로서는, 한 쌍의 전극 사이에 유기층을 형성한 유기 EL 표시 패널의 제조 방법에 있어서, 상기 한 쌍의 전극의 한쪽을 기판 표면에 형성하고, 이 기판 표면에 형성된 전극상에 상기 유기층을 형성하는 데 있어, 제2 특징을 갖는 진공 증착 장치를 이용하는 것을 특징으로 한다.

이것에 의하면, 전술한 특징과 더불어, 균일화층(12A)을 설치함으로써 가열부(11)에서 출사하는 영역의 전역에 걸쳐 균일한 증착류 밀도를 얻을 수 있어, 큰 면적의 기판에 대향하도록 증착원(10)에 넓은 출사 면적을 갖게 할 때에도 중심부에서 주변에 걸쳐 균일한 증착막을 형성하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 큰 면적기판의 유기 EL 표시 패널을 효율적이며 또한 균일하게 제조할 수 있다.

제15 실시예로서는, 전술한 특징을 갖는 유기 EL 표시 패널의 제조 방법을 전제로 하여, 상기 가열부는 상기 유기 재료와 함께 적어도 일부가 전자 유도에 의해 발열하는 재료로 형성된 충전재가 수용되고, 이 충전재를 전자 유도 가열에 의해 가열하는 가열 수단을 갖는 것을 특징으로 한다. 이것에 의하면, 전술한 특징과 더불어, 가열되는 충전재가 가열부 내에 분산되어 수용됨으로써 가열부 내에서의 유기 재료의 가열을 균일하게 행할 수 있게 되어, 가열부로부터 출사하는 증착류의 분포를 균일화할 수 있다. 따라서, 더욱 유기 EL 표시 장치의 제조에 있어서 품질을 향상시킬 수 있다.

이하에, 본 발명의 더욱 구체적인 실시예에 관해서 도면을 참조하면서 설명 한다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 진공 증착 장치를 설명하는 설명도(부분 단면도)이다. 여기서도, 도시 생략한 진공조 내에서 증착원(10)과 증착 대상인 기판(3)을 대면하여 배치한 상태를 도시하고 있다. 이 실시예에 있어서는, 증착원(10)은 3가지의 적층된 프레임(10A, 10B, 10C)으로 구성되어 있다. 또한, 이 프레임의 주위에는 가열용 코일(20)이 감겨있다. 그리고, 최저층의 프레임(10A)에 의해서 가열부(11)가, 그 위에 적층되는 프레임(10B, 10C)에 의해서 증착류 제어부(12)가 형성되어 있다.

가열부(11)에 관해서 설명하면, 프레임(10A)이 증착 재료인 유기 재료(B)를 수용하는 용기를 형성하고 있고, 그 프레임(10A)의 용기 내에는 유기 재료(B)와 함께 전자 유도에 의해서 발열하는 재료로 형성된 충전재(21)가 수용되어 있다. 또한, 프레임(10A) 내면에는 온도 모니터용의 자성체 프로브(22)가 설치되어 있다. 프레임(10A) 또는 충전재(21)의 재료에 관해서 설명하면, 전자 유도에 의해서 발열하는 재료로 형성된 충전재(21)는, 예컨대, 강자성체의 니켈, 철, 자성 스테인레스, 코발트-니켈 합금 등의 금속 재료에 의해서 형성되고, 특히, 내열성과 방식성의 관점에서, 스테인리스강이나, 흑연, 질화티탄 등의 자성 세라믹스를 이용할 수 있다. 그리고, 그 경우 프레임(10A)의 재료는 비도전성·비자성의 재료, 세라믹스, 유리, 법랑, 내열성 수지 등이 이용된다. 이와 같이, 가열 수단으로서 유도 가열을 이용하는 경우에는 발열 대상인 충전재(21)에 대하여 균등한 자장을 부여하는 관점에서, 프레임(10A)의 형상은 원통형으로 하는 것이 바람직하다.

증착류 제어부(12)에 관해서 설명하면, 프레임(10B) 및 프레임(10C)은 내부 에 규제판(25)에 의해서 구획된 복수의 유통 구획(25A)이 형성되어, 증착류 규제층이 형성되어 있다. 여기서는, 규제판(25)을 전술한 전자 유도에 의해서 발열하는 재료에 의해서 형성하고, 프레임(10B) 및 프레임(10C)을 전술한 비도전성·비자성의 재료로 형성할 수도 있고, 또는 프레임(10B) 및 프레임(10C) 자체를 전자 유도에 의해서 가열하는 재료로 형성할 수도 있다.

이 증착류 규제층을 형성하는 복수의 유통 구획(25A)은 여러 가지 형태로 형성할 수 있다. 그 예를 도 5에 도시하지만, 동도(a)에 도시하는 예에서는 세로형의 규제판(25)으로 직사각형의 유통 구획(25A)이 형성되고, 동도(b)에 도시하는 예에서는 가로형의 규제판(25)으로 직사각형의 유통 구획(25A)이 형성되고, 동도(c)에 도시하는 예에서는 격자형의 규제판(25)으로 정방형 또는 직사각형의 유통 구획(25A)이 형성되고, 동도(d)에 도시하는 예에서는 지그재그형의 규제판(25)으로 정방형 또는 직사각형의 유통 구획(25A)이 형성되며, 동도(b)에 도시하는 예에서는 벌집형 구조형의 규제판(25)으로 육각형의 유통 구획(25A)이 형성되어 있다. 이것에 한하지 않고, 원주형 또는 콘형의 유통 구획으로 할 수도 있다. 여기서는, 직사각형의 프레임(10B 및 10C)의 예를 도시하고 있지만, 전술한 바와 같이 유도 가열을 이용하는 경우에는 프레임(10B) 및 프레임(10C)의 형상은 원통형으로 하는 것이 바람직하다.

그리고, 가열용 코일(20)에 소정 주파수(10 Hz∼100 kHz)의 교류 전류를 흘림으로써 충전재(21)를 발열시켜, 프레임(10A) 내에 수용되어 있는 유기 재료를 증발시킨다. 이 가열용 코일(20)에 의한 가열 수단은 공급 전류량에 의해서 가열 상 태가 제어되고 있고, 가열 상태를 모니터하기 위해서 자성체 프로브(22)가 설치되어 있다.

이러한 실시예에 의하면, 가열부(11)에 있어서는 프레임(10A)의 용기 내에 유기 재료(B)와 함께 충전재(21)를 수용하고, 이 충전재를 프레임(10A) 내에서 균등하게 배치하고 있기 때문에, 유기 재료(B)가 균일하게 가열되어 프레임(10A)의 개구 전역에서 같은 밀도의 증착류를 방사할 수 있다.

또한, 가열부(11)로부터 방사된 증착류는 증착류 제어부(12)에서 방향이 규제되게 되지만, 증착류 제어부(12)의 상부 개구로부터 출사할 때까지는 연속하여 적층된 프레임(10A∼10C)에서 나가는 일이 없기 때문에, 방향이 규제되어 상부 개구로부터 출사되지 않는 증착류가 전부 최저부의 프레임(10A) 내에 회수되게 되고, 비싼 유기 재료를 쓸데없이 진공조 내에 방사시키는 일이 없다.

그리고, 증착류 제어부(12)에 의해서 방향이 규제되어 출사하는 증착류(A)는 거의 같은 방향으로 출사하여 증착 대상인 기판(3)을 향하기 때문에, 미세 패턴의 마스크에 대해서도 고정밀인 박막 형성이 가능하고, 또, 증착류 제어부(12)의 개구를 넓힘으로써 광범위에 걸쳐 균일한 증착막을 형성하는 것이 가능하게 된다.

또, 진공조 내에 쓸데없는 유기 재료가 방출되지 않기 때문에, 동일한 진공층 내에서 다른 재료를 증착하는 경우라도 잔류하고 있는 재료가 박막내 혼입하여 성형막의 품질을 저하시키는 것과 같은 문제점은 생기지 않는다.

또한, 증착류 제어부(12) 내의 규제판(25) 또는 프레임(10B, 10C)을 가열하고 있기 때문에, 이들에 부착되는 증착 재료를 가열부(11) 내에 회수할 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예를 도시하는 설명도이다. 여기서는, 증착원(10)만을 예를 들어 설명하지만 진공 증착 장치로서의 다른 구성은 전술한 예와 변함이 없다. 이 예의 증착원(10)은 원통형의 프레임(10A, 10C)과 원추형의 프레임(10B)에 의해서 구성되어 있다. 또한, 프레임(10C)에서의 복수의 유통 구획(25A)을 원주 형상으로 하고 있다. 여기서, 가열부(11)의 구조는 전술한 실시예와 마찬가지이고, 증착류 제어부(12)의 구성 재료에 관해서도 전술한 실시예와 마찬가지이다. 그리고, 전자 유도에 의한 가열을 행하기 위해서, 프레임(10A∼10C)의 주위에 가열용 코일(20)이 감겨있다. 이하, 전술한 실시예와 같은 개소에 관해서는 중복되는 설명을 생략한다.

이 실시예의 특징은 증착류 제어부(12)에 있어서의 최상류에 위치하는 프레임(10B)으로 이루어지는 층을 하류측으로 넓어진 원추형의 프레임으로 하여, 균일화층(12A)을 형성하고 있는 점에 있다. 균일화층(12A)은 가열부(11)로부터 출사한 증착류의 방향을 랜덤으로 변경하여, 이 균일화층(12A)의 출사 단계에서 출사구 전역에 걸쳐 균일한 증착류 밀도를 얻을 수 있도록 하는 것이다. 또한, 하류측으로 넓어지는 원추 형상으로 함으로써 출사구의 확대가 가능하고, 큰 면적의 기판에 대한 증착에 대응시킬 수 있다.

도 7에는 이 균일화층(12A)의 더욱 구체적인 실시예를 도시하고 있다. 이 실시예에서는 균일화층(12A)을 형성하는 프레임(10B) 내에 다단의 분배판(12p, 12q, 12r)을 배치시킨 것이다. 동도(a)는 분배판(12p∼12r)의 배치 상태를 도시하고 있다. 이 분배판(12p∼12r)은 외경이 단계적으로 작아지고 있고, 프레임(10B) 의 상류에서 하류에 이르는 도중 개소에 평행하게 배치되어 있다. 각 분배판(12p∼12r)에는 복수의 개구(12s1, 12s2, 12s3)가 각각 형성되어 있다. 이들 개구(12s1, 12s2, 12s3)는 원형에 한하지 않고, 크기도 같지 않아도 좋지만, 다단(3단)으로 배치된 분배판에 있어서 개구 위치가 겹치지 않도록 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 이 분배판의 재료를 전자 유도에 의해서 발열 가능한 재료로 함으로써 가열용 코일(20)의 가열 작용을 받아 발열하여, 구멍이 막히는 것을 방지할 수 있다.

도 8은 이 분배판(12q(12p, 12r))의 단면도(XX 단면도)를 도시한 것이다. 이 분배판(12q(12p, 12r))에는 상류측을 향해서 돌출하는 안내 돌기(12t)가 형성되어 있고, 이 안내 돌기(12t)의 사이에 개구(12s2(12s1, 12s3))가 형성되어 있다. 안내 돌기(12t)는 개구(12s2(12s1, 12s3))에 증착류를 안내하는 테이퍼면을 갖고 있고, 이 테이퍼면을 따라서 증착류가 개구를 통과함으로써 증착류의 방향을 랜덤으로 전환하는 작용을 한다. 이것에 의해서, 분배판(12p∼12r)을 통과할 때마다 증착류는 방향이 랜덤으로 변경되어, 균일화층(12A)의 출사 개구에서는 개구 전역에 걸쳐 균일한 증착류 밀도를 얻을 수 있다.

이러한 실시예의 진공 증착 장치는 이러한 구성을 구비함으로써 전술한 실시예의 특징에 더하여, 큰 면적의 기판에 대향하도록 증착원(10)에 넓은 출사 면적을 갖게 할 때에도 중심부에서 주변에 걸쳐 균일한 증착막을 형성하는 것이 가능하게 된다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예를 설명하는 설명도이다. 이 예는 증착원(10) 의 프레임(10A)과 프레임(10B)과의 사이에 입자 포획체(30)를 설치한 것이다. 이 입자 포획체(30)는 가열부(11)가 되는 프레임(10A)의 바로 위쪽에 배치하는 것이 유효하지만, 그것에 한하지 않고 적층된 프레임에 있어서의 층간의 어디에도 배치시킬 수 있다. 본 발명에서는 증착원(10)을 적층된 프레임으로 형성하고 있기 때문에, 이 프레임의 층간에 입자 포획체(30)를 배치시킬 수 있게 되고, 구조적으로도 간단히 배치시킬 수 있다.

이 입자 포획체(30)는 전자 유도에 의해서 발열 가능한 메쉬 형상의 금속 재료로 이루어져, 가열부(11)로부터 입자형으로 튀어나오는 증착 재료를 포획하는 것이다. 가열부(11)를 고온으로 가열하여 증착 속도를 높이고자 하면, 증착 재료가 입자형으로 가열부(11)로부터 튀어나오는 스플래쉬도 많아진다. 이 입자형의 증착 재료가 기판에 부착되면 증착막의 균일성이 저하하여 성형 박막의 품질이 저하한다. 이것을 방지하기 위해서, 입자 포획체(30)를 설치하여 입자형의 증착 재료를 포획하고, 또한, 입자 포획체(30)를 가열함으로써 입자형의 증착 재료를 가열부(11)에 회수한다.

도 10은 전술한 실시예에 따른 증착원(10)을 이용하여 큰 면적의 기판에 대한 증착을 행하는 진공 증착 장치의 일례이다. 이 예에서는 복수개의 증착원(10)을 선형으로 병렬 배치시켜 증착원 집합체(40)를 형성하고 있고, 이 증착원 집합체(40)를 병렬 방향과 수직한 방향(화살표 방향)으로 이동시키는 이동 수단을 설치하여, 기판(30)에 대하여 섀도우 마스크(50)를 통해 증착을 행하는 것이다. 이 예에 의하면, 증착원 집합체(40)에 의한 일행정의 이동에 의해서 기판 전체의 증착을 행할 수 있기 때문에, 증착 시간의 단축화를 도모할 수 있다.

도 11은 전술한 실시예에 따른 증착원(10)을 이용하여 큰 면적의 기판에 대한 증착을 행하는 진공 증착 장치의 다른 예이다. 이 예에서는 복수개의 증착원(10)을 면형으로 매트릭스 배치시켜 증착원 집합체(60)를 형성하고 있고, 큰 면적의 기판에 대하여 한번에 증착을 행하는 것이다. 증착원(10)의 배치는 특별히 촘촘하게 배치할 필요는 없고, 증착류의 확대를 고려하여 알맞은 간격을 가지고 배치된다. 이 예에 의하면 N×M개의 증착원(10)을 구비한 증착원 집합체(60)에 의해 일공정으로 기판 전체의 증착을 행할 수 있기 때문에, 대폭적인 증착 시간의 단축화를 도모할 수 있다.

이러한 도 10 및 도 11에 도시되는 실시예에 있어서는, 증착원(10)이 구비하는 가열용 코일은 각 증착원마다 설치하더라도 좋고, 증착원 집합체(40 또는 60)의 전체를 둘러싸도록 설치하더라도 좋다. 가열용 코일을 각 증착원(10)마다 설치한 경우에는, 각 증착원의 가열 상태를 개별적으로 제어할 수 있기 때문에, 큰 면적 기판상에 요구에 따른 성막 상태의 박막을 부분적으로 형성할 수 있다.

이러한 실시예의 진공 증착 장치는 유기 EL 표시 패널의 제조에 유효하고, 특히, 큰 면적 기판으로 이루어지는 유기 EL 표시 패널의 제조에 유효하다. 유기 EL 표시 패널은 양극과 음극의 사이에 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 등의 유기 박막층을 형성하는 것이지만, 본 발명의 실시예에 따른 진공 증착 장치로 증착되는 유기 재료는 이러한 유기 박막층을 형성하기 위한 적어도 1종류의 유기 재료이다.

본 발명의 실시예에 따른 진공 증착 장치로 증착하는 전술한 유기 재료로서는, 예컨대, 정공 수송층을 형성하는 재료로서, 트리스(8-퀴놀리노라토)알루미늄 착체(錯體), 비스(벤조퀴놀리노라토)베릴륨 착체, 트리(디벤조일메틸)페난트롤린유로피울 착체 등이 있고, 전자 수송층을 형성하는 재료로서, 1,3,4-옥사졸 유도체나 1,2,4-트리아졸 유도체를 예를 들 수 있지만, 특별히 이들에 한정되는 것이 아니다. 유기 EL 표시 패널의 유기 기능층을 형성하는 재료이면 어느 것이라도 적용할 수 있다. 또한, 컬러 표시 패널과 같이 유기 재료의 다원 증착을 행할 때의 정확한 증착량 제어에 있어서, 본 발명의 실시예에 따른 진공 증착 장치는 유효하다.

또, 전술한 실시예에서는 증착원(10) 전체에 가열용 코일(20)을 감고 있지만, 이것에 한하지 않고, 가열용 코일(20)은 가열부(11)의 프레임 주위에만 형성하고, 다른 프레임은 가열부(11)로부터의 열전도에 의해서 가열하는 구성으로 해도 좋다. 본 발명의 각 실시예는 적층된 프레임에 의해서 증착원(10)을 형성하고 있기 때문에, 가열부(11)로부터 증착류 제어부(12)로의 열전도를 조속히 행할 수 있다.

또한, 전술한 실시예에 있어서는 증착원(10) 전체에 단일의 가열용 코일(20)을 감고 있지만, 이것을 각 프레임(10A∼10C)마다 독립된 가열용 코일로 하여, 각 프레임(10A∼10C)을 기능에 따라서 개별적으로 가열 제어할 수도 있다. 이 경우에는 전술한 자성체 프로브(22)를 각 프레임(10A∼10C)마다 장비시키게 된다.

이상 설명한 본 발명의 각 실시예는 이러한 특징을 갖기 때문에, (1) 증착 재료의 이용 효율을 향상시킬 수 있고, (2) 형성되는 박막의 품질을 향상시킬 수 있으며, (3) 큰 면적의 기판에 대하여 균일한 증착을 할 수 있다라고 하는 작용 효과를 나타낼 수 있다.

Claims

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적층된 프레임을 포함하는 증착원을 구비하고, 이 프레임의 최저층은 유기 재료를 수용하여 이 유기 재료를 가열 증발시키는 가열부를 형성하고, 상기 프레임의 다른 층은 상기 가열부로부터 증착 대상을 향하는 증착류의 방향을 제어하는 증착류 제어부를 형성하고, 상기 증착류 제어부는 최상류 위치에 상기 증착류의 균일화를 도모하는 균일화층을 구비하고,

상기 균일화층은 상기 증착류의 방향을 전환하는 복수의 안내 돌기와 이들 안내 돌기 사이에 형성된 개구를 갖는 분배판을 구비하는 것을 특징으로 하는 진공 증착 장치.
제3항에 있어서, 상기 균일화층은 상기 분배판이 다단으로 배치되어 있고, 하류측으로 넓어진 원추 형상의 프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 증착 장치.
제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 균일화층은 가열 수단에 의해서 가열되는 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 증착 장치.
제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 증착류 제어부는 규제판에 의해서 구획된 복수의 유통 구획을 갖는 증착류 규제층을 구비하는 것을 특징으로 하는 진공 증착 장치.
제6항에 있어서, 상기 증착류 제어부는 상기 규제판의 일부 또는 전부가 가열 수단에 의해서 가열되는 재료로 형성되고, 이 규제판을 가열하는 가열 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 진공 증착 장치.
제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 가열부에는 상기 유기 재료와 함께 일부 또는 전부가 전자 유도에 의해 발열하는 재료로 형성된 충전재가 수용되고, 이 충전재를 전자 유도 가열에 의해 가열하는 가열 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 진공 증착 장치.
제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 가열부와 상기 증착류 제어부의 층간 또는 상기 증착류 제어부에서의 층간에 가열 가능한 메쉬형의 입자 포획체를 설치한 것을 특징으로 하는 진공 증착 장치.
제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 증착원은 복수 개의 면 형태로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 증착 장치.
제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 증착원이 복수 개의 선 형태로 병렬 배치되고, 이 증착원 또는 증착 대상 기판 중 어느 하나를 병렬 방향에 대하여 수직 방향으로 이동시키는 이동 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 진공 증착 장치.
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한 쌍의 전극 사이에 유기층을 형성한 유기 EL 표시 패널의 제조 방법으로서,

상기 한 쌍의 전극의 한쪽을 기판 표면에 형성하고, 이 기판 표면에 형성된 전극상에 상기 유기층을 형성하는 데 있어, 적층된 프레임을 포함하는 증착원을 구비하고, 이 프레임의 최저층은 상기 유기층을 형성하는 유기 재료를 수용하여 이 유기 재료를 가열 증발시키는 가열부를 형성하고, 상기 프레임의 다른 층은 상기 가열부로부터 증착 대상을 향하는 증착류의 방향을 제어하는 증착류 제어부를 형성하고, 상기 증착류 제어부는 최상류 위치에 상기 증착류의 균일화를 도모하는 균일화층을 구비하는 진공 증착 장치를 이용하고,

상기 균일화층은 상기 증착류의 방향을 전환하는 복수의 안내 돌기와 이들 안내 돌기 사이에 형성된 개구를 갖는 분배판을 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 표시 패널의 제조 방법.
제14항에 있어서, 상기 가열부에는 상기 유기 재료와 함께 일부 또는 전부가 전자 유도에 의해 발열하는 재료로 형성된 충전재가 수용되고, 이 충전재를 전자 유도 가열에 의해 가열하는 가열 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 유기 EL 표시 패널의 제조 방법.